Ио

Спутник Ио

Ближайшим спутником планеты Юпитер является Ио, он находится на рассеянии 350 тыс.км от поверхности планеты. Естественный спутник Ио вращается с бешеной скоростью вокруг вокруг Юпитера, делая оборот вокруг него за 42,5 часа. Из-за этого его тяжело наблюдать в телескоп т.к. почти каждую ночь он находится на разных сторонах Юпитера относительно наблюдателей на Земле.

Хотя Ио большой спутник имеющий диаметр 3640км, но из-за близости к планете на него действуют огромные гравитационные силы Юпитера, из-за чего образуются приливные силы создающие огромное трение внутри спутника, поэтому происходит разогрев как недр Ио, так и его поверхности. Некоторые части спутника нагреты до трехсот градусов Цельсия, на Ио обнаружено двенадцать вулканов, извергающих магму на высоту до трехсот километров.

Помимо Юпитера на Ио воздействуют силы притяжения других спутников Юпитера, ближайших к нему. Основное влияние оказывает спутник Европа, обеспечивая его дополнительный разогрев. В отличие от Земных вулканов, имеющих долгое время “сна” и относительно короткий период извержений, вулканы раскаленного спутника непрерывно активны. Постоянно вытекающее расплавленное магма образует реки и озера. Самое крупное расплавленное озеро имеет в диаметре двадцать километров и в нем есть остров застывшей серы.

Вулканическая активность на спутниках — это крайне редкое явление в Солнечной системе и Ио в нашей системе несомненный фаворит по данному показателю.

Поверхность спутника имеет целую палитру цветов, ведь сера, находящиеся на поверхности, имеет разнообразные оттенки при разных нагревах и при соединениях с другими веществами, а так же имеет свойство при остывании сохранять цвет. На спутнике Ио нет льда или воды. По предположениям ученых это произошло от того, что Юпитер, на стадии зарождения, был очень горячим и жидкость, находящееся на поверхности, просто испарилась. Атмосфера на спутнике разряженная. Имеются следы диоксида серы и других газов.

Спутник имеет сильные электрические разряды мощностью до 1000 гигаватт. Электрический ток покидает спутник с большой скоростью, за секунду несколько килограммов. Это происходит благодаря ионизированным атомам, которые образуются на спутнике за счет извержения. В следствие этого происходят сильные радиовсплески которые доходят даже до Земли. Вдоль орбиты создается плазменный тор из заряженных частиц из-за быстрого вращения магнитного поля Юпитера. Затем эти частицы покидают тор и образуют необычную магнитную сферу вокруг Юпитера, которая повышает уровень радиации вокруг планеты.

Важное про Ио

Ио — чемпион геологической активности не только среди спутников Юпитера, но и во всей Солнечной системе. По сей день, десятки вулканов выбрасывают раскаленные газы и целые облака камней! Извержения на спутнике формой напоминают зонтики — со временем они оседают обратно на поверхность Ио, образуя кольцо вокруг вулкана.

Также на Ио действует много вулканов, с которых постоянно выходят потоки лавы. Лава на спутнике Юпитера очень жидкая, и потому утекает от вулкана раньше, чем успевает застыть — поэтому на Ио нет таких высоких гор-вулканов, как на Земле. Текучесть лавы приводит к тому, что поверхность спутника покрыта потоками раскаленного камня — старые, застывшие слои скрывают свежие. Все они окрашены в желтый цвет из-за высокого содержания серы в недрах Ио.

Извержение на Ио. Снимок Вояджера, 1979 год.

Кроме вулканов, на Ио находятся еще и горы — астрономы насчитали их больше сотни. Они образовались из-за столкновений пластов твердой коры спутника, именуемой также литосферой. В тех местах, где каменные плиты сильно давят друг на друга, с глубин  поднялись массивные скалы. В точности также возникли горы на нашей Земле. Если не считать гор, вулканов и их остовов, Ио выглядит очень гладкой — на ней всего несколько кратеров от столкновений с метеоритами.

Юпитер, Ио и ее тень

Ио — самая близкая к Юпитеру среди всех его крупных лун. Притяжение планеты-гиганта из-за этого вдвойне сильно. Другие спутники — например, Ганимед — тоже оказывают влияние. В результате гравитационное напряжение разогревают Ио изнутри. Внутренний жар, в свою очередь, заставляет извергаться вулканы и приводит к появлению гор.

Проведенные и проводимые исследования

Самым первым около спутника пролетел аппарат «Пионер-10». Произошло это в 1973 году. Следующий пуск пришелся на «Пионер-11» ровно спустя год. С помощью проведенных миссий появилась возможность оценивания уровня массивности, плотности, состава и атмосферы объекта.

В 1979 г. после отправления двух Вояджеров с соответствующими порядковыми номерами 1 и 2 ученые смогли получить высококачественные снимки объекта, на которых был виден цветной ландшафт, а также большое количество серы и вулканический характер поверхности. В 1995 г., 7 декабря к Юпитеру был отправлен аппарат под названием Галилео, которому удалось отследить извержение и разобраться в составе хребтов.

В 2000 г. устройство Кассини приблизилось к юпитерианской системе максимально близко, что поспособствовало поиску нового шлейфа и объяснению сияний. В 2007 г. исследования проводились с помощью техники «Новые горизонты», которая отыскала источники струй. В 2011 г. начал выполнение своей функции аппарат «Юнона», который продолжает отслеживать состояние планеты и ее спутников до сих пор.

Таким образом, Ио – спутник Юпитера, который, несмотря на относительную изученность рассматриваемого субъекта, продолжает представлять интерес для специалистов, поскольку таит в себе немало уникальных и интересных загадок.

Особенности

Всегда ли, глядя на снимок, мы можем с уверенностью сказать, где это?

Контакт с магнитосферой Юпитера

Ио влияет на создание планетарной магнитосферы. Юпитер вырывает материал из лунной атмосферы на скорости 1 тонна в секунду. Большая часть оказывается на орбите вокруг планеты, формируя нейтральное облако, где присутствует кислород, сера, натрий и калий.

Магнитное поле токов Юпитера с плазменным тором Ио

Линии планетарного магнитного поля, пересекающие луну, объединяют атмосферу Ио и нейтральное облако с полярным атмосферным слоем Юпитера. Из-за этого формируется ток, который и создает сияния.

Линии, проходящие мимо лунной ионосферы, также приводят к электрическому току, способному генерировать до 400000 вольт. Из тока возникает индуцированное магнитное поле. Подобное нашли и в других галилейских спутниках.

Состав и поверхность Ио

Плотность этого небесного тела — больше 3,5 г/куб. см, это самая массивная и плотная из юпитерианских лун. Твердь состоит из силикатных пород (мантия и кора) и железа, чистого и в виде сульфидов (ядро). Этим Ио похожа на планеты земного типа.

Если в ядре спутника преобладает чистое железо, оно может иметь радиус 350-650 км и составлять 20% всей массы небесного тела. Если в его составе также имеются большие объемы серы, радиус ядровой области может составлять 550-900 км. Выше находится мантия, 75% состава которой — это магний и железо. В верхней коре преобладают сера и базальт. Высота литосферы — 12-40 км.

Это одно из самых сухих мест космоса. Любая влага, которая могла бы существовать здесь, давно испарилась, сразу, как только начали действовать вулканы, из-за сильного излучения центральной планеты. И все же кое-где на поверхности небесного тела видны ледяные шапки. Полностью возможность существования простейшей жизни на Ио исследователи не исключают: глубоко внутри коры могут обитать организмы.

Красные маркеры — горячие точки и вулканы, синие маркеры — возвышенности и горы на Ио. Credit: NASA,  Galileo.

Карта поверхности

Поверхность Ио практически лишена кратеров. Основные формы рельефа — вулканы, равнины, ямы, застывшие лавовые потоки. Есть здесь и не вулканические горы, их средняя высота 6 км, максимальная — 17,5 км.

Оттенок коры — яркий, ее альбедо достигает 0,65. Окислы серы в составе коры создают светлые территории (серые, белые), чистая сера — желтые, иногда с примесью зеленого. На полюсах имеются красные участки — они образовались вследствие радиационного воздействия на серу.

Состав и поверхность Ио

Плотность этого небесного тела — больше 3,5 г/куб. см, это самая массивная и плотная из юпитерианских лун. Твердь состоит из силикатных пород (мантия и кора) и железа, чистого и в виде сульфидов (ядро). Этим Ио похожа на планеты земного типа.

Если в ядре спутника преобладает чистое железо, оно может иметь радиус 350-650 км и составлять 20% всей массы небесного тела. Если в его составе также имеются большие объемы серы, радиус ядровой области может составлять 550-900 км. Выше находится мантия, 75% состава которой — это магний и железо. В верхней коре преобладают сера и базальт. Высота литосферы — 12-40 км.

Это одно из самых сухих мест космоса. Любая влага, которая могла бы существовать здесь, давно испарилась, сразу, как только начали действовать вулканы, из-за сильного излучения центральной планеты. И все же кое-где на поверхности небесного тела видны ледяные шапки. Полностью возможность существования простейшей жизни на Ио исследователи не исключают: глубоко внутри коры могут обитать организмы.

Красные маркеры — горячие точки и вулканы, синие маркеры — возвышенности и горы на Ио. Credit: NASA, Galileo.

Карта поверхности

Поверхность Ио практически лишена кратеров. Основные формы рельефа — вулканы, равнины, ямы, застывшие лавовые потоки. Есть здесь и не вулканические горы, их средняя высота 6 км, максимальная — 17,5 км.

Оттенок коры — яркий, ее альбедо достигает 0,65. Окислы серы в составе коры создают светлые территории (серые, белые), чистая сера — желтые, иногда с примесью зеленого. На полюсах имеются красные участки — они образовались вследствие радиационного воздействия на серу.

Причины вулканической активности

На глубине 50 км под корой расположен расплавленный магматический океан с температурой 1200°С и толщиной 40-60 км.

Аннотированное изображение источников тепла на Ио. Credit: NASA / JPL-Caltech.

Источниками тепла для него являются:

• процессы, возникшие в результате орбитального резонанса со спутниками-соседями;
• удаленность Ио от планеты;
• эксцентриситет (наклон оси) сателлита, равный 0,0041;
• физическое состояние и состав недр.

Лава выбрасывается на высоту до 400 км. Серу обнаружили на орбите спутника, ее следы даже достигают соседней Европы.

Для настолько маленького по своим размерам космического тела быть таким активным геологически — явление необычное. В основном, естественные луны — это устойчивые объекты Солнечной системы планетарного типа, и период тектонической активности у них либо уже закончился миллионы лет назад, либо сейчас находится в финальной стадии.

Извержения вулканов здесь такие мощные, что их видно в телескоп с Земли. Во время некоторых из них выделяется до 20 трлн ватт энергии — это в тысячи раз мощнее, чем вулканическая деятельность на нашей планете.

Активные вулканы на спутнике Ио

Все местные вулканические объекты носят имена мифических героев и богов, которые связаны с огнем, Солнцем, кузнечным делом, громом. Для мелких объектов принято использовать термин «купол». Крупнейшим вулканом считается Амирани, открытый в 1979 г. на территории Босфор.

Интересный факт: спутник имеет немало неофициальных названий, характеризующих его не с лучшей стороны, — Адская топка, Космический ад, Вулканическая преисподняя, Кипящий котел и др.

Причины вулканической активности

На глубине 50 км под корой расположен расплавленный магматический океан с температурой 1200°С и толщиной 40-60 км.

Аннотированное изображение источников тепла на Ио. Credit: NASA / JPL-Caltech.

Источниками тепла для него являются:

• процессы, возникшие в результате орбитального резонанса со спутниками-соседями;
• удаленность Ио от планеты;
• эксцентриситет (наклон оси) сателлита, равный 0,0041;
• физическое состояние и состав недр.

Лава выбрасывается на высоту до 400 км. Серу обнаружили на орбите спутника, ее следы даже достигают соседней Европы.

Для настолько маленького по своим размерам космического тела быть таким активным геологически — явление необычное. В основном, естественные луны — это устойчивые объекты Солнечной системы планетарного типа, и период тектонической активности у них либо уже закончился миллионы лет назад, либо сейчас находится в финальной стадии.

Извержения вулканов здесь такие мощные, что их видно в телескоп с Земли. Во время некоторых из них выделяется до 20 трлн ватт энергии — это в тысячи раз мощнее, чем вулканическая деятельность на нашей планете.

Активные вулканы на спутнике Ио

Все местные вулканические объекты носят имена мифических героев и богов, которые связаны с огнем, Солнцем, кузнечным делом, громом. Для мелких объектов принято использовать термин «купол». Крупнейшим вулканом считается Амирани, открытый в 1979 г. на территории Босфор.

Интересный факт: спутник имеет немало неофициальных названий, характеризующих его не с лучшей стороны, — Адская топка, Космический ад, Вулканическая преисподняя, Кипящий котел и др.

Без водяного льда

На протяжении двух последующих веков на Ио не удавалось рассмотреть никаких деталей: спутник наблюдался как точка света пятой звёздной величины. Телескопы с лучшим разрешением появились лишь в конце XIX века, и это наконец-то позволило астрономам увидеть на поверхности Ио крупномасштабные детали. В 1890-х годах американец Эдвард Эмерсон Барнард стал первым астрономом, который заметил различие яркости между экваториальной и полярной областями Ио. Он верно предположил, что это обусловлено различиями цвета и альбедо (альбедо — отношение светового потока, рассеянного телом во всех направлениях, к потоку, падающему на тело, — прим. ред.) областей. Дальнейшие телескопические наблюдения подтвердили различие между красновато-коричневой полярной и жёлто-белой экваториальной областями. Телескопы становились всё совершеннее, и в середине XX века учёные пришли к выводу, что на Ио наблюдается геологическая активность. Спектрографические наблюдения показали, что, по всей вероятности, Ио лишена водяного льда, в то время как на других Галилеевых спутниках он преобладает. Те же наблюдения продемонстрировали, что на поверхности Ио в большом количестве находятся соли натрия и сера. Радиотелескопы же показали, что Ио заметно влияет на магнитосферу Юпитера, в пользу чего красноречиво свидетельствовали всплески на декаметровых волнах, происходящие с частотой, равной орбитальному периоду этого спутника.

Основные исследования Ио

Юпитер и Ио, снимок Вояджера-1

Планета активно изучается: первые данные о ней были получены в 1973 году с космического аппарата Пионер. «Пионер-10» и «Пионер-11» пролетали возле спутника 3 декабря 1973 года и 2 декабря 1974 года. Была уточнена масса и получены характеристики плотности, которая превышала все спутники, открытые ученым Галилео. Был обнаружен радиационный фон и незначительная атмосфера. Позже исследование Ио продолжат «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые пролетят мимо спутника в 1979 году. За счет более современной аппаратуры с усовершенствованными характеристиками, были получены улучшенные снимки спутника. Снимки с «Вояджера-1» показали наличие вулканической активности на поверхности спутника. «Вояджер-2» изучил спутник 9 июля 1979 года. Были изучены изменение вулканической активности, за время исследования спутника аппаратом «Вояджер-1».

Аппарат «Галилео» пролетел возле Ио 7 декабря 1995 года. Он сделал множество снимков поверхности Ио, а также открыл железное ядро. Миссия «Галилео «была закончена 23 сентября 2003 года, аппарат сгорел в атмосфере Юпитера. Корабль Галилео передал на Землю фотографии изумительных видов спутника, снятых в максимальной близости (261 км) от поверхности.

Атмосфера спутника Ио

Атмосфера Ио наполнена двуокисью серы из-за магматического океана лавы, расположенного под корой спутника. Credit: Calvin J. Hamilton.

Сателлит обладает слабой атмосферой, состоящей:

• из чистой серы;
• из двуокиси серы;
• из простой окиси серы;
• из кислорода;
• из хлористого натрия.

Источник двуокиси серы — непосредственно вулканическая деятельность, а также выделяемые действующими вулканами шлейфы. Каждую секунду здесь выделяется минимум 100 кг этого вещества, но основной его объем задерживается у поверхности. Остальные элементы попадают в атмосферу в результате дегазации вулканов.

Каждый местный год на 2 часа Ио попадает в полную тень Юпитера. Солнечный свет не проникает сюда, воздух не нагревается, а на поверхность спутника выпадает снег из серы. Даже извергающийся вулканами газ моментально замерзает. В это время происходит уникальное явление: атмосферный слой успевает существенно разрушиться, а после наступления утра возрождается — снег тает и выделяет в атмосферу серные соединения.

Давление в воздухе низкое, на ночной стороне оно может упасть в сотни раз по сравнению с освещенным полушарием. Средняя температура на спутнике — -163… -183°С, но возле вулканов жарко: зафиксированный абсолютный максимум составил +1527°С.

Орбита спутника Юпитера Ио представляет собой эллипс. Credit: pages.uoregon.edu.

Навигация

Удобрения

Туи-первогодки подкармливают через каждые четыре месяца. Удобрения стимулируют как рост самого дерева, так и развитие его корневой системы. Однако если не стоит задача как можно быстрее выгнать растение, то стимуляцию подкормкой в первый год можно не производить совсем, либо подкормить 1-2 раза в умеренных объемах. Рекомендуемые производителем пропорции комплексных удобрений в таком случае уменьшают наполовину.

Затяжной рост туи в первый год после посадки является нормой. В этот период растение адаптируется. Обильно удобрять и поливать дерево в период адаптации не стоит, так как от этого больше вреда, чем пользы. Достаточно подкормить тую один раз в четыре месяца.

Удивительные открытия

Следующий космический странник — исследовательский аппарат «Галилео» — вышел на орбиту вокруг Юпитера в 1995 году. Интересно, что мимо Ио он впервые пролетел 7 декабря 1995 года, ещё до выхода на орбиту, при предварительном маневрировании. Хотя к этому моменту ещё не заработала его фотоаппаратура, пролёт позволил открыть у Ио железное ядро, подобное ядру каменистых планет Солнечной системы. В дальнейшем «Галилео» довелось стать свидетелем крупного извержения патеры Пиллана (кратер сложной формы с изрезанными краями, — прим. ред.) и подтвердить, что выбросы вулканов Ио состоят из силикатной магмы, богатой магнием и серой. Было выявлено множество действующих вулканов и многочисленные горы с разнообразной морфологией. Самая высокая из них — Южная Боосавла — вдвое выше нашего Эвереста. Удалось выявить некоторые изменения поверхности огненной луны между наблюдениями «Вояджеров» и «Галилео», а также в промежутках между оборотами «Галилео» — поверхность Ио оказалась чрезвычайно изменчивой. Отметим, что из 35 витков этой АМС вокруг Юпитера семь были спланированы именно с целью изучения Ио. Максимальное сближение было достигнуто 17 января 2002 года и составляло всего 102 километра. В декабре 2000 года неподалёку от системы Юпитера прошёл направлявшийся к Сатурну космический корабль «Кассини». Ему удалось обнаружить новый вулканический шлейф рекордной величины на патерах Тваштара, а также с помощью своего чувствительного ультрафиолетового спектрометра получить новые сведения о плазменном торе, формируемом Ио. В настоящее время исследования огненной луны с помощью инфракрасного спектрометра JIRAM ведёт принадлежащий НАСА космический аппарат «Юнона», вышедший на орбиту Юпитера в начале июля 2016 года.

Проведенные и проводимые исследования

Самым первым около спутника пролетел аппарат «Пионер-10». Произошло это в 1973 году. Следующий пуск пришелся на «Пионер-11» ровно спустя год. С помощью проведенных миссий появилась возможность оценивания уровня массивности, плотности, состава и атмосферы объекта.

В 1979 г. после отправления двух Вояджеров с соответствующими порядковыми номерами 1 и 2 ученые смогли получить высококачественные снимки объекта, на которых был виден цветной ландшафт, а также большое количество серы и вулканический характер поверхности. В 1995 г., 7 декабря к Юпитеру был отправлен аппарат под названием Галилео, которому удалось отследить извержение и разобраться в составе хребтов.

В 2000 г. устройство Кассини приблизилось к юпитерианской системе максимально близко, что поспособствовало поиску нового шлейфа и объяснению сияний. В 2007 г. исследования проводились с помощью техники «Новые горизонты», которая отыскала источники струй. В 2011 г. начал выполнение своей функции аппарат «Юнона», который продолжает отслеживать состояние планеты и ее спутников до сих пор.

А Вы смотрели: Спутники Сатурна, сколько, список названий

Таким образом, Ио – спутник Юпитера, который, несмотря на относительную изученность рассматриваемого субъекта, продолжает представлять интерес для специалистов, поскольку таит в себе немало уникальных и интересных загадок.

Источник

Эра автоматических межпланетных станций

Новая эра в истории наблюдений за удалёнными небесными телами Солнечной системы настала с появлением автоматических межпланетных станций (АМС). Первыми космическими аппаратами, которые приблизились к Ио, стали американские «братья-близнецы» «Пионер-10» и «Пионер-11». Они пролетели мимо Ио 3 декабря 1973 года и 2 декабря 1974 года соответственно. Радиослежение за АМС позволило уточнить массу Ио, что вместе с данными о размерах этой луны Юпитера подтвердило: Ио имеет самую большую среди Галилеевых спутников плотность и состоит из силикатных пород, а не из водяного льда. При помощи «Пионеров» также удалось заметить у этого спутника тонкую атмосферу и то, что его орбита проходит через интенсивный радиационный пояс, известный как плазменный тор Ио. Фотокамера «Пионера-11» дала хорошее изображение полярной области спутника. Детальные снимки должен был сделать и «Пионер-10», но помешала неправильная работа аппаратуры в условиях высокой радиации. В 1979 году вблизи Ио побывали зонды-близнецы «Вояджер-1» и «Вояджер-2» с их более совершенной системой фотосъёмки, что позволило получить более детальные изображения спутника. «Вояджер-1» пролетел мимо Ио 5 марта 1979 года на расстоянии каких-нибудь 20600 километров. Полученные им изображения продемонстрировали странный разноцветный пейзаж, начисто лишённый ударных кратеров, которые в изобилии можно увидеть, например, на нашей Луне или на Меркурии. На фотографиях с высоким разрешением была видна относительно молодая поверхность, испещрённая ямами странной формы, горами — некоторые из них были выше земной Джомолунгмы (Эвереста) — и покрытая веществом, напоминающим многокилометровые потоки лавы. «Вояджер-2» пролетел мимо Ио 9 июля 1979 года на расстоянии 1130000 километров. На одном из полученных им изображений инженер навигации Линда Мирабито заметила длинный шлейф, исходящий от поверхности. Когда специалисты проанализировали снимки «Вояджера-1», то заметили ещё девять таких, шлейфов, что однозначно доказывало наличие вулканической активности на Ио. Любопытно, что она была предсказана на основе теоретических выкладок в статье, вышедшей в журнале «Сайенс» незадолго до полёта АМС. Её авторами были исследователи из НАТО Стэн Дж. Пил, Патрик Кассен и Р.Т. Рейнолдс.

Знаете ли вы что…

Вулканы сыграли очень важную роль в формировании рельефа Венеры, но сейчас они все потухли. Количество их на этой планете может достигать 100000. Более 1700 из них имеют высоту более 20 километров.

Общие сведения о Каллисто

Этот спутник вращается вокруг Юпитера по слегка эллиптической орбите с эксцентриситетом 0.0074. В перигее расстояние между ними составляет 1869000 км, а в апогее 1897000 км. Полный оборот вокруг планеты Каллисто делает за 16.7 дней. Столько же длится оборот вокруг оси, то есть спутник находится в приливном захвате и всегда обращен к Юпитеру одной стороной. Влияние других галилеевых спутников слабое.

Диаметр Каллисто составляет 4820 км, что составляет около 38% земного или 99% от диаметра Меркурия. И этот спутник гораздо больше Луны – на 1346 км в поперечнике.

Сравнительные размеры спутников Юпитера, Земли и Луны.

При практически равных Меркурию размерах Каллисто втрое легче – его плотность составляет 1.83 г/см3. Дело в том, что в его составе лишь равное количество льда и камня, а у Меркурия – скальные породы и есть массивное металлическое ядро.

Ускорение свободного падения на Каллисто равно 1.235 м/с2, что составляет всего лишь 12% земного.

Без водяного льда

На протяжении двух последующих веков на Ио не удавалось рассмотреть никаких деталей: спутник наблюдался как точка света пятой звёздной величины. Телескопы с лучшим разрешением появились лишь в конце XIX века, и это наконец-то позволило астрономам увидеть на поверхности Ио крупномасштабные детали. В 1890-х годах американец Эдвард Эмерсон Барнард стал первым астрономом, который заметил различие яркости между экваториальной и полярной областями Ио. Он верно предположил, что это обусловлено различиями цвета и альбедо (альбедо — отношение светового потока, рассеянного телом во всех направлениях, к потоку, падающему на тело, — прим. ред.) областей. Дальнейшие телескопические наблюдения подтвердили различие между красновато-коричневой полярной и жёлто-белой экваториальной областями. Телескопы становились всё совершеннее, и в середине XX века учёные пришли к выводу, что на Ио наблюдается геологическая активность. Спектрографические наблюдения показали, что, по всей вероятности, Ио лишена водяного льда, в то время как на других Галилеевых спутниках он преобладает. Те же наблюдения продемонстрировали, что на поверхности Ио в большом количестве находятся соли натрия и сера. Радиотелескопы же показали, что Ио заметно влияет на магнитосферу Юпитера, в пользу чего красноречиво свидетельствовали всплески на декаметровых волнах, происходящие с частотой, равной орбитальному периоду этого спутника.

Таинственная активность на Ио озадачила ученых

Как сообщает портал Space Daily, ученые из Калифорнии смогли установить, что огромное количество вулканических извержений на спутнике планеты-гиганта не подчиняется никаким общепризнанным моделям вулканической активности.

Исследователи пришли к такому выводу после наблюдения за активными вулканами Ио, которые теоретически должны симметрично возникать у экватора спутника или же его полюсов. Вместе с тем, взрывоопасный спутник Юпитера удивил ученых множеством коротких извержений, которые возникали на противоположной стороне спутника. Мощные импульсы появлялись внезапно и длились несколько дней, что полностью противоречит физике приливного нагрева. Подобный эффект позволил ученым считать, что помимо мощного гравитационного влияния Юпитера, Ио имеет и собственный источник вулканизма, что делает эту луну самым вулканически активным телом в Солнечной системе.

Кроме того, ученые смогли прийти к весьма необычному выводу: вулканы на Ио могут таинственным образом смещаться и возникать в других местах спутника. Проведенные исследования показывают, что всему виной могут быть подземные магматические океаны этого спутника Юпитера, которые постоянно обновляют поверхность этой ярко-желтой луны.

Пожалуй, было бы весьма интересно увидеть подобное явление своими глазами. Хотя, наверное, это бы стало последним, что можно было бы увидеть за время своей короткой жизни на радиационном Ио.

Состав и поверхность Ио

Плотность этого небесного тела — больше 3,5 г/куб. см, это самая массивная и плотная из юпитерианских лун. Твердь состоит из силикатных пород (мантия и кора) и железа, чистого и в виде сульфидов (ядро). Этим Ио похожа на планеты земного типа.

Если в ядре спутника преобладает чистое железо, оно может иметь радиус 350-650 км и составлять 20% всей массы небесного тела. Если в его составе также имеются большие объемы серы, радиус ядровой области может составлять 550-900 км. Выше находится мантия, 75% состава которой — это магний и железо. В верхней коре преобладают сера и базальт. Высота литосферы — 12-40 км.

Это одно из самых сухих мест космоса. Любая влага, которая могла бы существовать здесь, давно испарилась, сразу, как только начали действовать вулканы, из-за сильного излучения центральной планеты. И все же кое-где на поверхности небесного тела видны ледяные шапки. Полностью возможность существования простейшей жизни на Ио исследователи не исключают: глубоко внутри коры могут обитать организмы.

Красные маркеры — горячие точки и вулканы, синие маркеры — возвышенности и горы на Ио. Credit: NASA, Galileo.

Карта поверхности

Поверхность Ио практически лишена кратеров. Основные формы рельефа — вулканы, равнины, ямы, застывшие лавовые потоки. Есть здесь и не вулканические горы, их средняя высота 6 км, максимальная — 17,5 км.

Оттенок коры — яркий, ее альбедо достигает 0,65. Окислы серы в составе коры создают светлые территории (серые, белые), чистая сера — желтые, иногда с примесью зеленого. На полюсах имеются красные участки — они образовались вследствие радиационного воздействия на серу.

Секреты вулканизма Ио

Главный секрет вулканической активности спутника Юпитера заключается в его природе, которая вызвана действием приливных сил. Выше уже говорилось о том, что на прекрасную желто-зеленую пленницу одновременно действуют гигантский газовый гигант Юпитер и два других спутника – великана Европа и Ганимед. Из-за близкого соседства к материнской планете поверхность Ио искажает приливной горб, высота которого достигает нескольких километров. Незначительный эксцентриситет Ио подвергается влиянию соседей сестер Ио — Европы и Ганимеда. Все вместе приводит к тому, что приливной горб кочует по поверхности спутника, вызывая деформацию коры. Деформация коры, толщина которой не более 20-30 км., носит пульсирующий характер и сопровождается колоссальным выделением внутренней энергии.

Механизм вулканизма Ио

Под влиянием подобных процессов недра спутницы Юпитера разогреваются до высоких температур, превращаясь в расплавленную субстанцию. Высокие температуры и огромное давление приводит к извержению расплавленной мантии на поверхность.

Основными продуктами извержений являются сернистый газ и пары серы. О мощности выбросов говорят следующие цифры:

• скорость газообразного выброса составляет 1000 км в секунду;
• газовые султаны могут достигать высоты в 200-300 км.

Ежесекундно из недр спутника извергается до 100 тыс. тонн вулканического материала, которого было бы достаточно, чтобы за миллионы лет покрыть поверхность спутника десятиметровым слоем вулканической породы. Лава растекается по поверхности, а довершают формирование рельефа красавицы осадочные породы. В связи с этим на Ио представлены только кратеры вулканического происхождения. О меняющемся рельефе свидетельствуют светлые и темные пятна, которыми с завидным постоянством покрывается поверхность спутника. По мнению ученых темные пятна вероятно всего являются кальдерами вулканов, руслами лавовых рек и следов разломов.

Поверхность Ио

Температура поверхности Ио — новые загадки

     
Hа Земле в тропиках всегда жарче, чем в приполярных областях. И это понятно
—
на экваторе солнечные лучи падают отвесно, а на полюсах солнце лишь немного
поднимается над горизонтом. Hо на спутнике Юпитера Ио все выглядит совсем не
так. Исследования этого и других спутников Юпитера сейчас ведет американский
зонд Galileo. Известно, что на Ио располагается множество активных вулканов,
и
в районе извержений температура поверхности по вполне понятным причинам
выше,
чем в окрестностях. Hо оказалось, что на «невулканических» территориях
ночные
температуры на экваторе и в приполярных районах отличаются весьма
незначительно, несмотря на то, что экваториальные области получают днем
гораздо
больше солнечного света.

     Hа снимке справа показана поверхность Ио, а слева — соответствующая ей карта
распределения ночных температур. Красные пятна — это районы вокруг вулканов
(L-K — вулкан Lei-Kung Fluctus, L — вулкан Loki, Pi — Pillan, M — Marduk и
Pe —
вулкан Pele). Карта температур была получена с помощью
фотополяриметра-радиометра в феврале 2000 г. Синие участки соответствуют
самым
низким температурам около 90 градусов К (-183 градусов Цельсия), оранжевые и
желтые — это самые горячие места температурой более 170 градусов К (-103
градусов Цельсия). Hебольшие пятна в местах извержений имеют гораздо более
высокую температуру — более 1500 К (+1227 град. Цельсия).

     Однако на левом снимке видно, что температура холодных участков на экваторе
и
на полюсах практически одинаковая. Возможно, на полюсах породы, нагреваемые
вулканическим теплом, за ночь остывают меньше, чем те породы, которые
находятся
на экваторе. Возможно также, что из-за наклона оси вращения Ио в течение дня
полюса получают больше солнечного света, чем средние широты, и его может
вносить определенный дополнительный вклад в полярный нагрев поверхности.
Проблемы эти будут обсуждаться на конференции по системе Юпитера и его
спутников, которая проходит сейчас в Боулдере (шт. Колорадо).

Источник информации:

Россия-Он-Лайн

26 июня 2001 года

См. также:  Сколько звезд на небе?  Спутники Земли  Что такое планета?  Планеты в сумерках  Редкий «танец» пяти планет и Луны  Нитка жемчуга  Луна и планеты около Эйфелевой башни  Солнечная система, увиденная «Вояджером»  У Юпитера выявлены кольца  Уран — наклоненная планета

См. также в новостях:  18-10-2006 18:57 | Астрономы измерили температуры экзопланеты  14-10-2006 14:21 | Предложено новое объяснение загадки Энцелада  04-10-2006 20:56 | 49 лет назад началась новая эра в истории человечества  29-09-2006 18:49 | New Horizons передал на Землю фотографии Юпитера  12-09-2006 12:29 | Треть близких звёзд может являться домом для жизни  21-06-2006 13:42 | Вторая луна нас покидает  05-06-2006 16:41 | Зонд New Horizons долетел до основного пояса астероидов солнечной системы  02-06-2006 20:31 | Проект Galileo: Европа столкнулась с первыми трудностями  02-06-2006 20:11 | Астрономы заглянули в недра экзопланет  31-05-2006 17:55 | ЕКА готовит к запуску малый спутник Proba-2

| Версия для печати | Ключевые слова | Оглавление